使物体带电,除了可以通过接触起电和摩擦起电,还有一种方法,叫做感应起电.
将一个带电的物体靠近一个不带电的验电器,物体还没有接触金属球,金属箔就已经张开了.这说明金属箔带电了.由此可见,导体在靠近带电体时,导体会带电,这种现象就是静电感应现象.
当带电体靠近导体时,导体中的自由电子受到静电力的作用而定向移动.如果带电体带的是正电,那么自由电子向近带电体的一端移动,靠近带电体的一端带显示出带负电,远离带电体的一端带显示出带正电.如果带电体带的是负电,那么自由电子向远离带电体的一端移动,靠近带电体的一端带显示出带正电,远离带电体的一端带显示出带负电.也就是说:在静电感应中,导体上靠近带电体的一端显示和带电体相异的电荷,导体上远离带电体的一端显示和带电体相同的电荷.
需要注意的是,静电感应现象中发生的只是导体中自由电荷的分布发生了改变,导体中的电荷总量并不改变,这就是电荷守恒定律.
导体在电场中要发生静电感应现象,静电感应的最后结局是静电平衡,当导体在电场中达到静电平衡后,具有四个特点:
(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强必定处处为零.
(2)处于静电平衡状态的导体如果带有电荷,净电荷分布于导体的外表面,导体内部没有净电荷.
所谓"净电荷"并不是指"静电荷".我们知道金属导体中有大量的自由电子,它们带有负电荷,还有很多失去外层电子的正离子,它们带有正电荷.这些都可以叫"静电荷"但是当导体不带电时,导体的正负电荷数是相等的.我们说导体不带有"净电荷",当我们用某种方式使导体的自由电子数减少,这时导体就具有了多余的正电荷,我们就说导体带有正的"净电荷".反之就说导体带有负的"净电荷".可见所谓"净电荷"是指导体的正负电荷之差.
(3)处于静电平衡状态的导体是个等势体,导体表面是个等势面.(如果导体内部有空腔,而空腔内没有引入其它电荷,则导体内部的空腔内也是一个等势体,并且空腔内电势与导体内电势相同).
(4)处于平衡状态的导体,表面的电力线垂直于导体表面.
综上所述,静电感应现象是指导体在靠近带电体时会带电的现象.在静电感应中,导体上靠近带电体的一端显示和带电体相异的电荷,导体上远离带电体的一端显示和带电体相同的电荷.静电感应的最后结局是静电平衡.
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